Bir sarmal tel etrafında sarmal tel içeren borunun ısı transferi iyileştirmesinin incelenmesi

Isı değiştiricilerinin hemen hemen tüm büyük sanayilerde yaygın kullanımları vardır. Geliştirilmiş ısı transferi performansı ve operasyonel esneklik, ısı eşanjörleri alanında çok dikkat çeken iki bölümdür. Isı eşanjörlerinin farklı endüstrilerde etkin bir şekilde kullanılması, ısı transferi ve basınç düşüşü verilerinin kesin kararlığını gerektirir. Bu tez çalışmasının temel amacı, ticari bir geliştirilmiş tüp içi geçişimli elemanın termo hidrolik performanslarının ANSYS Fluent v17 kullanarak sayısal simülasyon teknikleri yardımıyla değerlendirmesini yapmaktır. SOLID WORKS 2014'de tüp eşanjöründeki tel bobin etrafında bir tel bobinin geometrik tasarımı yapılmıştır. Nusselt sayısı ve sürtünme faktörü belirlemek için kararlı durum akışında tek fazlı bir analiz yapıldı. Bir sarmal tel etrafında sarmal tel içeren boru içerisindeki türbülanslı konveksiyonlu ısı transferinin iyileştirmesi sayısal olarak incelenmiştir. Test bölgesi 510 mm uzunluğunda ve 16 mm çaplı pürüzsüz borudan oluşmuştur ve çift telli bobin insertinin uzunluğu 500 mm dir. Tel bobin elemanların dış çapları 14.5 mm ve 14 mm'ye eşittir. Tel bobin etrafında tel bobin elemanının dairesel, üçgen, kare kesitlerden oluşan altı tipi incelendi. Birinci tasarımda, boru çapı 16 mm, ikincil bobinin tel çapı 1,44 mm ve insert çapı 14,5 mm. İkinci tasarımda ise, boru çapı 16mm, ikincil bobinin tel çapı 2.72 mm ve insert çapı 14mm'dir. Reynolds sayı aralığı 5000 ile 25000 arasında uygulanmıştır. Test bölümünde boru duvarına sabit bir ısı akış miktarı çalışılmıştır. Reynolds sayısının çalışma aralığındaki sonuçlar göstermiştirki TW1 ve TW2'nin Nusselt sayılarısırasıyla % 72-191.247 ve % 70-175 aralığında düz borudan daha yüksektir. SW1 ve SW2 için sonuçlar % 61.133 ila % 155.636 ve % 59.73 ila % 144 aralığında ve CW1 ve CW2 için sonuçlar sırasıyla % 49 ila % 124.13 ve % 46.851 ila % 107.382 aralığında bulunmuştur. Anlaşıldığı üzere, üçgen kesitli tel bobin etrafındaki üçgen kesitli tel tasarımı en yüksek Nusselt sayısı oranını vermiştir. Anahtar kelime: tel bobin etrafında tel bobin olan geçişimli eleman, ısı değiştirici, ANSYS, ısı transferi arttırma verimliliği, CFD, tel bobin.